成果報告書詳細
管理番号20100000001175
タイトル平成21年度成果報告書 SBIR技術革新事業/生体情報 小型・軽量多目的受発信機に関する開発研究
公開日2010/9/9
報告書年度2009 - 2009
委託先名国立成育医療センター
プロジェクト番号P08015
部署名研究開発推進部
和文要約現在、生体情報の収集機能と無線通信機能を兼ね備えた小型軽量の装置は存在しない。そこで成育医療センターでは、胎児治療後のバイタルサインモニタリング装置に応用することを目的に、生体情報対応小型・軽量 多目的受発信機を共同開発している。開発にあたり事前研究として 、リファレンスとなる生体情報を取得するための動物実験を実施し、生体情報トランスデューサの検知性能など基礎データを取得したため報告する。 事前研究を行うにあたり、生体情報の変動下でのリファレンスを取得するため、大気中の酸素濃度を低下させることで、ウサギにとって過酷な環境を人工的に作り出し、その際の生体情報を測定し確認することとした。 実験の方法として3kgのウサギ(雌)を使用し、吸入麻酔による全身管理を行い、自発呼吸下に実験を行った。気管切開を行い、鼡径部の動脈に直視下に動脈ラインを留置し、動脈血を採取し血液ガス分析を行った。生体情報トランスデューサは外耳道に装着し、生体情報の変化を取得した。窒素ブレンダー(NA-2000)、酸素濃度計(NAM-2000)を用い、酸素濃度を10分毎に5%ずつ低下させることで、過酷な環境を作り出し、心拍数・呼吸数・血圧・酸素飽和度・体温等の生体情報の変化を取得した。また10分毎に留置した動脈ラインより血液を採取し、血液ガス分析装置を用いて、pH・PCO2・PO2・HCO3・SpO2を測定し記録した。 結果について述べる。リファレンスとなる生体情報の取得であるが、大気中の酸素濃度21%からその濃度を5%ずつ低下させ、2分毎に生体情報の変化を測定し記録した。酸素濃度を低下させることにより、呼吸数・心拍数が酸素濃度の代償反応として一時的に増加し、生体がその濃度に適応するにつれて、呼吸数・心拍数ともに酸素濃度低下以前の値に復することを確認した。次にリファレンスデータと生体情報トランスデューサデータとの心拍数の比較であるが、それぞれの1分毎のデータ変化を追跡・比較した。リファレンスデータと生体情報トランスデューサデータはほぼ一致しているのを確認し、心拍数に関しては正しくデータが取得出来ていることを確認出来た。 今回、当該技術の事前研究として、リファレンスを確立するための動物実験を行い、リファレンスデータを取得することが出来た。また取得したリファレンスデータを用いて、開発中の生体情報トランスデューサデータと心拍数について比較検討を行い、心拍数においてデータはほぼ一致しており、データが正しく取得出来ていることを確認出来た。今後は開発中の生体情報トランスデューサから心拍数以外の生体情報の取得を目指し、リファレンスデータと比較検討を行っていく予定である。
英文要約In this research, we performed animal experiments to develop a new handy device for vital sign monitoring based on our specifically designed transducer. The purpose of the study was to determine the reference biometric information for measuring diverse physiological parameters such as temperature, heart rate, respiratory rate, blood pressure and blood oxygen saturation (SpO2). Female rabbits (around 3kg) underwent tracheotomy and were used for the physiological tests under general anesthesia. The inguinal artery was surgically exposed to place arterial catheter and was prepared for direct blood sampling. Using a 10 L blender of nitrogen (NA-2000) and oxygen (NAM-2000), the inspired gas oxygen concentration was decreased stepwise by 5% in every ten minutes along with analyzing corresponding changes in partial arterial gas pressure (PCO2 and PO2) with the use of a laboratory blood gas analyzer. In addition, heart rate, blood pressure, respiratory rate, temperature and SpO2 were recorded at an interval of two minutes. In conclusion, heart rate increased first with a sharp rise in respiratory rate when the inspired oxygen concentration was reduced from 11% to 6%. Thereafter, both the heart rate and respiratory rate started to decrease gradually. Accordingly, a threshold oxygen concentration (6%) was considered the baseline for major compensatory changes which stems from oxygen concentration reductions. Furthermore, a newly designed device for vital sign monitoring was specifically developed to obtain biometric information. It was feasible for checking the differences in vital sign data between commercially available and prototype vital sign monitoring devices. However, worthy of note, the monitoring system currently employed in the experiment apparently lacks data logging function which is indispensable for more reliable comparison.
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